Ejercicio de trabajo en física

Summary

Este video explica cómo calcular el trabajo realizado por un niño al mover un carrito con una fuerza inclinada de 75 Newtons a lo largo de 1.5 metros, formando un ángulo de 35 grados con el vector de desplazamiento. Se utiliza la fórmula del trabajo (W = F * d * cos(α)), donde solo se considera la componente horizontal de la fuerza. El vídeo también ofrece recursos adicionales para aprender más sobre física en el canal comoaprendermas.com.

Takeaways

• 🔍 Se describe un ejercicio de cálculo del trabajo realizado por una fuerza que forma un ángulo con el vector de desplazamiento.
• 👦 Un niño mueve un carrito aplicando una fuerza de 75 Newtons a lo largo de 1.5 metros con un ángulo de inclinación de 35 grados.
• 📐 Se debe dibujar un diagrama del cuerpo libre para representar la situación, incluyendo el vector de fuerza y el vector de desplazamiento.
• 📘 La fórmula para calcular el trabajo (W) es W = F * d * cos(α), donde F es la fuerza, d es el desplazamiento y α es el ángulo entre ellos.
• 🔗 Se menciona un enlace a un tutorial para comprender mejor el concepto de trabajo y resolver ejercicios similares.
• 📚 Se explica que el trabajo solo se calcula con la componente horizontal de la fuerza cuando está inclinada, ya que esta tiene la misma dirección que el desplazamiento.
• 📐 Se utiliza la función coseno para encontrar la componente horizontal de la fuerza (F_x) a partir del ángulo de inclinación y el valor de la fuerza total.
• 🧮 Se calcula el coseno de 35 grados, que es aproximadamente 0.82, y se utiliza en la fórmula para encontrar el trabajo.
• 🔄 Se obtiene que el trabajo realizado es de 92.25 julios al multiplicar la componente horizontal de la fuerza (61.5 Newtons) por el desplazamiento (1.5 metros).
• 🔗 Se invita a los espectadores a visitar el canal y la web para encontrar más tutoriales y contenidos de física.

Q & A

¿Cuál es la fuerza aplicada por el niño para mover el carreto?

El niño aplica una fuerza de 75 Newtons para mover el carreto.

¿Cuál es la distancia que se desplaza el carreto?

El carreto se desplaza una distancia de 1.5 metros.

¿Cuál es el ángulo de inclinación de la fuerza aplicada?

El ángulo de inclinación de la fuerza es de 35 grados.

¿Qué es un diagrama de cuerpo libre y cómo se representa en el script?

Un diagrama de cuerpo libre es una representación gráfica que muestra las fuerzas que actúan sobre un objeto. En el script, se representa el carreto y se dibuja la fuerza vectorial de 75 Newtons, seguido del vector de desplazamiento de 1.5 metros.

¿Cómo se calcula el trabajo realizado en el ejercicio?

El trabajo realizado se calcula mediante la fórmula W = F * d * cos(α), donde W es el trabajo, F es la fuerza, d es la distancia de desplazamiento y α es el ángulo entre la fuerza y el desplazamiento.

¿Por qué solo se considera la componente horizontal de la fuerza para calcular el trabajo?

Solo se considera la componente horizontal de la fuerza porque tiene la misma dirección y sentido que el desplazamiento, lo cual es una condición fundamental para encontrar el trabajo. La componente vertical no se toma en cuenta porque tiene una dirección diferente al desplazamiento.

¿Cómo se determina la componente horizontal de la fuerza en el ejercicio?

La componente horizontal de la fuerza se determina usando la función coseno del ángulo de inclinación. Se usa la relación cos(α) = adjunto/hipotenusa, donde el adjunto es la componente horizontal (Fx) y la hipotenusa es la fuerza vectorial.

¿Cuál es el valor del coseno del ángulo de 35 grados?

El coseno del ángulo de 35 grados es aproximadamente 0.82.

¿Cuál es el resultado del trabajo realizado en el ejercicio?

El trabajo realizado es de 92.25 julios, que se obtiene al multiplicar la fuerza de 75 Newtons por el coseno de 35 grados (0.82) y luego por la distancia de desplazamiento de 1.5 metros.

¿Qué significa el resultado del trabajo en el contexto del ejercicio?

El resultado del trabajo de 92.25 julios indica que, de la fuerza aplicada de 75 Newtons, solo la componente horizontal contribuye al trabajo realizado, que es de 61.5 Newtons, y al multiplicar esta fuerza por la distancia de desplazamiento, se obtiene el trabajo total en julios.

¿Dónde puedo encontrar más tutoriales sobre física y ejercicios similares?

Puedes encontrar más tutoriales sobre física y ejercicios similares en el canal de YouTube comoaprendermas.com o en el sitio web www.comoaprendermas.com.

Outlines

00:00

🔍 Análisis de la obra realizada por un niño

En el primer párrafo se presenta un ejercicio de física en el que se calcula el trabajo realizado por un niño al mover una carreta con una fuerza de 75 Newtons a una distancia de 1.5 metros con un ángulo de inclinación de 35 grados. Se describe el procedimiento de dibujo del diagrama de cuerpo libre, donde se identifican el vector de fuerza y el vector de desplazamiento. Se explica que el trabajo (W) se calcula multiplicando la fuerza por el desplazamiento y por el coseno del ángulo entre ellos. Se menciona que solo se considera la componente horizontal de la fuerza para el cálculo del trabajo, ya que está alineada con el desplazamiento. Se invita a los espectadores a visitar el canal de YouTube y a suscribirse para obtener más tutoriales de física.

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📐 Cálculo de la componente horizontal y el trabajo

El segundo párrafo profundiza en el cálculo del trabajo realizado, enfocándose en la componente horizontal de la fuerza. Se explica que el coseno del ángulo de inclinación (35 grados) se utiliza para encontrar la componente horizontal de la fuerza (Fx), que es la que contribuye al trabajo. Se menciona que el valor del coseno de 35 grados es 0.82. Al multiplicar la fuerza total (75 Newtons) por este coseno y por el desplazamiento (1.5 metros), se obtiene un trabajo de 92.25 julios. Se destaca que solo la componente horizontal de la fuerza es relevante para el cálculo del trabajo, y se aprecia que el resultado es una fuerza efectiva de 61.5 Newtons en la dirección del desplazamiento. Se invita a los espectadores a seguir visitando el sitio web y a suscribirse al canal para obtener más información.

Keywords

💡Trabajo

El trabajo en física se refiere a la cantidad de energía transferida a un objeto cuando se le aplica una fuerza a través de una distancia. En el video, el trabajo se calcula como el producto de la fuerza horizontal, el desplazamiento y el coseno del ángulo formado entre ellos. El ejemplo dado es de un niño que mueve un carrito con una fuerza inclinada, mostrando cómo se calcula el trabajo realizado.

💡Fuerza

La fuerza es una interacción que puede cambiar la velocidad de un objeto o la dirección de su movimiento. En el guion, la fuerza se menciona como 75 newtons, la cual es la magnitud de la interacción ejercida por el niño para mover el carrito.

💡Desplazamiento

El desplazamiento es la distancia recorrida por un objeto desde su posición inicial hasta su posición final en una dirección específica. En el video, el desplazamiento es de 1.5 metros, que es la distancia que el carrito se mueve en la dirección de la fuerza.

💡Ángulo de inclinación

El ángulo de inclinación es el grado entre la dirección de la fuerza y la dirección del desplazamiento. En el ejemplo, el ángulo de inclinación es de 35 grados, lo cual es crucial para determinar la componente horizontal de la fuerza que contribuye al trabajo.

💡Vector de fuerza

Un vector de fuerza tiene magnitud y dirección, y en el video se representa gráficamente con 75 newtons. Se desglosa en componentes horizontal y vertical para entender mejor cómo contribuye al trabajo realizado.

💡Componente horizontal

La componente horizontal de una fuerza es la parte que se alinea con la dirección del desplazamiento. En el análisis del video, solo se considera esta componente para calcular el trabajo, ya que es paralela al desplazamiento.

💡Coseno

El coseno de un ángulo en un triángulo rectángulo es la relación entre la longitud del lado adjacente y la hipotenusa. En el contexto del video, se usa para encontrar la componente horizontal de la fuerza, multiplicando la fuerza total por el coseno del ángulo de inclinación.

💡Triángulo rectángulo

Un triángulo rectángulo es un triángulo con un ángulo de 90 grados. En el video, se forma un triángulo rectángulo con la fuerza como hipotenusa, y se usa para图解 la relación entre la fuerza total y sus componentes.

💡Joules

El joule es una unidad de medida de trabajo o energía en el sistema internacional de unidades. Al final del video, el trabajo realizado se expresa en joules, con un resultado de 92.25 joules.

💡Función coseno

La función coseno es una trigonométrica que relaciona el coseno de un ángulo con las proporciones de los lados de un triángulo rectángulo. En el video, se usa la función coseno para calcular la componente horizontal de la fuerza, esencial para el cálculo del trabajo.

💡Diagrama de cuerpo libre

Un diagrama de cuerpo libre es una representación que muestra todas las fuerzas que actúan sobre un objeto. En el video, se menciona que se debe dibujar un diagrama de cuerpo libre para visualizar la fuerza y el desplazamiento en el cálculo del trabajo.

Highlights

El trabajo realizado se calcula mediante la aplicación de una fuerza que forma un ángulo con el vector de desplazamiento.

Se describe un ejercicio donde un niño mueve un carrito aplicando una fuerza de 75 Newtons a lo largo de 1.5 metros con un ángulo de 35 grados.

Se explica la importancia de dibujar el diagrama del cuerpo libre para comprender la situación.

Se detalla cómo se representa el vector de fuerza y el vector de desplazamiento en el diagrama.

Se menciona la fórmula para calcular el trabajo: W = F * d * cos(α), donde W es el trabajo, F la fuerza, d el desplazamiento y α el ángulo entre ellos.

Se invita a los espectadores a visitar el canal y suscribirse para obtener más tutoriales de física.

Se explica que el trabajo se calcula solo con la componente horizontal de la fuerza cuando está inclinada.

Se describe la relación entre la fuerza vector y sus componentes mediante un triángulo rectángulo.

Se menciona que solo se considera la componente horizontal de la fuerza para el cálculo del trabajo.

Se indica que la fuerza total se toma en cuenta solo cuando el desplazamiento y la fuerza tienen la misma dirección.

Se explica cómo se calcula la componente horizontal usando la función coseno del ángulo de inclinación.

Se detalla que el coseno del ángulo es igual a la relación entre el lado adyacente y la hipotenusa del triángulo.

Se menciona que el trabajo es igual al producto de la componente horizontal por el desplazamiento.

Se reemplaza la componente Fx por la fuerza multiplicada por el coseno del ángulo para calcular el trabajo.

Se usa una calculadora científica para encontrar el coseno de 35 grados, que es 0.82.

Se obtiene como resultado que el trabajo es de 92.25 julios al multiplicar la fuerza horizontal por el desplazamiento.

Se interpreta el ejercicio destacando que solo la componente horizontal de la fuerza se considera para el trabajo.

Se calcula que la fuerza horizontal es de 61.5 Newtons al multiplicar la fuerza total por el coseno del ángulo.

Se menciona que el resultado del trabajo en julios se obtiene al multiplicar la fuerza horizontal por el desplazamiento.

Se proporciona un enlace a la imagen utilizada en el tutorial en la descripción del video.

Transcripts

[Music]

It is very satisfying to have your presence, to observe the explanation of a second exercise

in which the work is found out, when a force is applied that forms an angle with the displacement vector

. Let's appreciate what this second exercise tells us. Calculate the work done

by a child who moves a cart, applying a force of 75 Newton, to move it 1.5 meters and the

angle of inclination of the force is 35 degrees. The first part of the procedure is to graph the

free body diagram. This picture is representing the car. Here we draw the

force vector, which is 75 Newton. Then we draw the vector of displacement or change of position

that is 1.5 meters, it means that the change of position results from the difference between

the final position and the initial position of the car, which is 1.5 meters and this comes to Being

the value of the angle formed, between the displacement vector and the force vector,

to find out the work, we apply the formula, which says that W, which is the first letter of

the English word work = work, is equal to the product of the force by the displacement

or change of position of the body and multiplied by the cosine of the angle that is being formed, between

these two vectors. On these cards there is a link to a tutorial where the

concept of work and the explanation of a first exercise are explained, as well as other tutorials of your interest

and even a physics playlist, where there are several tutorials on

various topics of physical. We are inviting you to visit, share and even

subscribe to this channel. Before solving the exercise, we will explain where

these variables come from to find the job. We must remember that a vector when it is inclined is

made up of two components, a first one, which is horizontal, identified as component sub x

and the other vertical component, identified as vertical component or component F sub y, that is to say that

it can be seen that between the force vector and its components, a right triangle is formed

and for this exercise, the angle of inclination, in this part, is 35 degrees. To calculate the

work, in this exercise, the value of the horizontal component is taken into account and

the value of the vertical component is not taken into account. This is because the horizontal component

has the same direction and the same sense of displacement, that is a fundamental condition

to find the work, while the vertical component is not taken into account to find the

work, because it has a different direction to displacement. The entire value of the force vector

will be taken into account, only and exclusively, when the displacement vector has the same direction

and the same direction as the force, that is, when the angle between them is zero. The second part

of the procedure is to find out the value of the horizontal component and this can be done

using, from this right triangle, the cosine function of this angle. Remember that the cosine of

an angle is equal to the division or ratio between the adjacent side of the triangle, divided by the

hypotenuse. In this triangle, the adjacent side is the component F sub x and the hypotenuse is the

force vector. Of these three variables that are related in this function, we know the cosine of the angle

and we also know the value of the force vector, we do not know the value of the horizontal component

to find the value of F sub x, we solve it and pass the force to multiply to cosine

of alpha, in this case, the work is equal to the product of the horizontal component times the

displacement. We can replace the fx component by this equivalence, leaving that work is equal to

the force times the cosine of alpha, this was the replacement, multiplied by the displacement

during this entire procedure, we have shown why, in this case, the work is equal to

the product of these variables. Since we already know the values ​​of the force of the change of position and the

angle, we can do the replacement of them. With a scientific calculator, we find out

the cosine of 35 and it gives us 0.82 and when we carry out all this operation, we obtain as a result that

the work is 92.25 joules or joules. The interpretation of this exercise is as follows

When this child applies an inclined force of 75 Newton, of them, only the horizontal component is taken into account

to find the work, which will have a value of 61.5 Newton. This

result comes from multiplying the force, which is 75 Newton by the cosine of 35, which is 0.82.

75 x 0.82, gives us 61.5 Newton and that this force when multiplied by the displacement, that is,

1.5, will also give us 92.25 joules. At the bottom of this tutorial, in the description

is the link to the image used in this tutorial. Remember to continue visiting, on

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